核电SA508_3钢焊接连续冷却转变曲线的分析

第32卷第5期2011年5月

焊 接 学 报

TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION

Vo.l32 No.5

May 2011

核电SA508 3钢焊接连续冷却转变曲线的分析

1,2

2

2

2

1

2

迟露鑫, 麻永林, 邢淑清, 赵勇桃, 陈芙蓉, 陈重毅

(1.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,呼和浩特 010051; 2.内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010)摘 要:针对首次应用到核电上的SA508 3钢,在Gleeble1500D热模拟机上,采用膨胀法测定了SH CCT曲线,获得了焊接工艺特征参数t8/5从3.75~20000s范围内的焊接热影响区组织变化规律.结果表明,获得全部马氏体相变的冷却时间为15s,全部贝氏体相变的冷却时间60s<t8/5 3000s,全部铁素体和珠光体相变的冷却时间为6000s;当t8/5 100s时,焊接热影响区硬度高于350HV,存在淬硬和裂纹敏感性;当t8/5 20000s时,焊接热影响区硬度小于母材硬度,易出现软化现象.

关键词:核电SA508 3钢;冷却速度;焊接连续转变冷却曲线;裂纹敏感性

中图分类号:TG113 文献标识码:A 文章编号:0253-360X(2011)05-0061-

04

迟露鑫

0 序 言

近年来,有关核电站主设备用钢的研究开发已引起世界各国的广泛关注,特别是对不同成分用钢的冶炼研究较为深入,各核电站主设备制造国根据本国特点,研制出了不同的钢种,如美国的SA508C.l3钢,法国的16MND5钢,德国的20MnMoNi55钢,尽管名称不一致,但都属于SA508C.l3G钢.根据中国核电设备服役工作环境的特殊性,某集团公司与科研单位联合研制生产了首次应用到核反应堆压力容器上的SA508 3钢.

反应堆压力容器作为核电站中最重要的主设备之一,其质量的优劣直接影响整个核电站的正常运行,而设备焊接接头质量的优劣决定压力容器的使用和服役寿命.又因焊接热影响区是焊接接头性能最薄弱的环节,国内外一些学者根据本国核电材料特性,在焊接质量方面获得了不同程度的保密研究成果

[4-6]

[1-3]

理的焊接工艺方案、判断工艺参数的可行性提供了依据,也为该材料焊接温度场有限元数值模拟提供所需的必要数据.

1 试验方法

试验材料是由某集团公司研制生产的SA508 3钢,母材的扫描组织形貌如图1所示,主要是上贝氏体组织,与文献[7]SA508 3钢97%的上贝氏体和3%的碳化物组织相吻合.其化学成分与力学性能参数分别见表1和表2

.

.针对某公司生产的核电材料SA508 3

钢,为了能够提供保证焊接热影响区组织和性能的

最佳冷却时间,有效地避免缺陷产生以获得优质的焊接接头.在Gleeble1500D热模拟机上采用热膨胀法建立了模拟热影响区连续冷却转变曲线图(simu latedHAZCCTdiagram,简称SH CCT),它可以准确地反映出热影响区相变规律和组织转变,为制定合

C0.18

图1 SA508 3钢组织形貌

Fig 1 SEMmicrographofSA508 3steel表1 SA508 3钢的化学成分(质量分数,%)Table1 ChemicalcompositionofSA508 3steel

收稿日期:2009-12-29

基金项目:国家科技重大专项子课题(2009ZX04014 064 05)

Si0.17

Mn1.40

Ni0.79

Mo0.51

Cr0.14

Fe余量

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